首頁 > 專家觀點 > 正文
【樓莊鴻】和諧的亮點:密西西比河上的Audubon橋
2011-10-10 來源:Bd&e

    當今年晚些時候John James Audubon 橋開放交通時,將為密西西比河濕地上提供一條新的路線。Greg Shafer 報道

    Louisiana中南部現修建一座被認為是北美最長的斜拉橋,John James Audubon橋。它以482m的主跨跨越著名的密西西比河。該結構用自然科學工作者John James Audubon的名字來命名,他曾一度居住在橋梁的附近。它繼承了Audubon得遺產,而將與自然和諧作為橋梁概念和細部發展的指導原則。

    事實上,這座花費4.08億美元的項目包含了超過跨越非凡的密西西比河地標性橋梁的意義,除了長3.7km跨越洪水泛濫的通道以外,還有7座跨越支流和一座鐵路專用線的橋梁。這個通過鄰近密西西比的濕地和甘蔗地的綠地項目正在修建,它處在河流東側St Francisville 鎮和西側的新路之間,延伸19km。在這些城鎮之間的部分濕地是威脅Louisiana 黑熊的棲息地。因此,在項目中結合了10條黑熊通道,示例了有Audubon收益的保護精神。通道提供允許黑熊在路下通過的連續棲息地,并結合了其他使用特征,兼做為在高水位時的排水構筑物。

    2005年,Louisiana 運輸和發展部首次啟動這項地標工程的設計施工進程。但受到了颶風Katrina的阻撓。颶風襲擊了Gulf岸。颶風本身僅持續了約4個星期,但對項目材料和勞力的可使用性的影響有一段時間。

    Flatiron 建設公司,Granite施工集團和Parsons 的聯合投標集團在Audubon橋梁建設公司CABC的名義下,是被邀請對項目提出建議的3個設計施工公司之一。除了得到最高的技術分以外,ABC也具有最低的調整價格,因此在2006年5月中旬中標。

    項目的中心部分是跨越密西西比河的這座斜拉橋,這部分結構包括與航道對稱布置的主跨。中跨482m,每側邊跨189m,也由斜拉索以及49m的過渡跨支承。斜拉索的半扇形布置提供了經濟而美觀的效果,而連接至板梁頂翼緣的兩個索面支承了鋼邊梁。

 

    兩個高152m的塔上的拉索錨固,設計成能進入張拉,以及必要時能在將來更換拉索。但預計不需要換拉索,因為ABC安裝了具有三層防銹的拉索體系。單個的鋼絞線為鍍鋅的、填油脂的以及用聚乙烯包殼,整根拉索用高密度聚乙烯膏包裹。

    由斜拉索支承的兩個高1.8m的鋼板邊梁,提供了一個柔性的上部結構體系,拉索間距14m,主梁間橋面梁間隔4.6m。橋面板由厚240mm的預制混凝土板組成,及支承在橋面梁上,有現場澆注的混凝土連接,橋面用55n/mm2的高強混凝土制作。必須用來抵抗由斜拉索引起的壓力,在結構壓力減小的橋面節段部位施加后張預應力在中跨中部以及每個錨固墩上部。

    在Audubon橋的設計和施工中包括一些關鍵的特征,以滿足所需的100年使用壽命。耐侯鋼減小了工程項目的費用,以及結構壽命期的低養護費用,耐侯鋼不僅防銹,也因橋梁是紅褐色,融入周圍地區而提高了橋梁的審美。決定鋼的犧牲厚度以保證結構在其整個壽命期內維持足夠的構件抗力。橋面節段也用厚50mm的橡膠改良混凝土覆蓋層保護。它提供了一個平滑的行駛面層,以及保護混凝土橋面節段的鋼筋。覆蓋層作為一個可更換的板,意圖在橋梁壽命期間保護橋面節段。

    每根拉索在橋面及塔處連接至封閉的錨固處,錨碇由泊位制造廠設計,按照后張預應力學院“拉索設計試驗和安裝的建議”進行試驗,以證實其在鋼絞線端部提供可靠的防滲漏保護,拉索用專門設計適合于每根拉索特征的摩阻阻尼器來防護抵抗振動。阻尼器的性能通過制作后的試驗加以證實,但作為一個可能性,制作了附加的粘滯阻尼器設施以便在觀察到不可預見的拉索振動時使用。

    安裝斜拉索,張拉時每次對一根鋼絞線,采用由VSL工廠專門研制的系統進行,這個過程允許采用很小的張拉體系,容易在塔截面內進行,因為上部結構體系相對較柔,張拉索至其最后長度并證實在其設計力的允許偏差內,然后進行最終調整以平衡荷載和結構標高。

    跨越較低的密西西比河的橋梁傳統的建在下沉的沉井上,這個由于軟沉積層很深,在合理的厚度內不存在巖石,然而對于Audubon橋,基礎建在直徑2.4m的鉆孔樁上,以消除下沉沉井帶來危險,鉆孔樁基在密實砂層,約在河底下60m深處,再增加深度是不可行的,因為沙層以下有很厚的黏土層,將鉆孔樁延伸進入黏土層,結果是端部的承載能力顯著減小,而這一項約為樁承載能力的一半,采用眾所周知的樁尖壓漿技術以提高承載能力,包括在樁底壓入水泥漿,一旦注入水泥漿,對鉆機孔樁根部的土??加壓,也增加了樁尖附近的側剪切承載力。

    在樁的上部區域即沖刷區,采用永久性的外殼,來進行鉆孔樁施工,以提供附加的抗彎承載力,以及為通過公開水域延伸的樁提供模板,樁的底部用臨時的內殼開挖,用空中中提升來搬除挖土。臨時殼優先采用振動機,這是一種大型的液壓設備,是殼在進入入中時環繞其豎直軸扭轉,樁的挖土以最大限度的減小殼的安裝抗力來掌握,而不損壞殼的刃腳。

    一旦每塔下21跟鉆孔樁完成以后,安裝預制的混凝土圍堰,并下沉超過樁根,以便為混凝土承臺提供模板,在圍堰下水以前,制作了2.4m的混凝土水下封底層,在其中進行承臺與塔基的施工,這一何種巨大的孔洞提供了河流水面下直徑至15m的干燥環境。

 

    基礎為高152m的鋼筋混凝土塔的施工施工提供了一個干得基地,而塔柱的空心截面用懸臂模板公司制作的跳模施工。這允許每塔肢以平均每5天升高4m的速率快速施工,在塔肢達到所需標高以后,上下橫梁用承臺在塔肢上的支架施工,橋面本身并不支承在橫梁上而是支承在突出于塔肢內面的牛腿上,每塔兩處的豎直和橫向支座支承上部結構。

    拉索錨固在澆筑在實心塔截面內的機構鋼錨箱中,這些錨箱不僅提供拉索與塔的豎直連接,而且拉緊以抵抗主跨和邊跨拉索間的相反水平拉力,凈水平力通過焊在錨箱上的剪力釘傳遞到塔。

    上部結構縱向用鋼的剛性連接到兩塔,以平衡塔間的風勁荷載,而不因濕度變化而引起巨大用力,用鎖定裝置來連接上部結構和東塔,這些裝置有taylor設施公司制造,在短期荷載和動載下提供可靠的固定連接,而在濕度變化引起的緩慢移動下僅有很少的抗力,

    Rowan Williams Davies和Irwin進行詳細的風氣候研究,節段風洞試驗和三維空氣彈性模型試驗,以支持最終的結構設計,他們進行了分析氣象模擬,所用風的資料取自不同的場地以預估不同位置,包括項目場地的風速和方向,模擬的性能有雨靠近項目現場的持定位置處測量的風俗和方向對比來證實。用模擬的結構來形成風氣候包括在項目場地的擾動強度范圍的重要設計數值。結構設計風速根據100年回歸期1小時平均值,是129km/h。

    建議的結構外形首次采用1:60比例的節段模型進行試驗,在相應于10000年回歸期,10分鐘平均風速即163m/h作用下進行,以證實總體穩定,初步試驗證實在橋梁沿主跨中部兩側邊梁的外緣為了功能和穩定需設導流裝置。然后進行了1:200比例的風洞試驗,來確定設計風速和不同方向的風動力性能。用全橋模型的結構來校核分析模型的結構,以準確預計在設計風效應下橋梁的動力性能,以及確定在所有臨界界面的設計荷載。

    一旦證實了最終的橋梁性能,將全橋模型分割成連續的較小塊件并進行試驗,以確定關鍵施工階段的結構性能。這些試驗允許設計人員為不同施工階段安設風速的極限,以及預計在離高風速發生時所需的臨時約束。

    Aududon 橋是為經濟發展計劃而組成的Louisiana運輸基礎設施的16個項目之一,這個計劃是通過運輸項目的集資來提高經濟發展的設計方案。
Copyright © 2007-2022 www.lziquqs.cn All Rights Reserved
服務熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網安備 11010802020311號
欢乐生肖最新开奖 重庆福彩幸运农场走势 江苏体彩七位数历史开奖号 极速飞艇不连挂五码 海南4+1玩法,1是哪个 北京11选五专家预测 中国福彩3d先进宝图 贵州快3走势一定牛 金屯在线配资 河北11选5任五遗漏漏 香港平特一肖最准论坛 广东11选五5开奖查询 好运快三走势五分钟 内蒙古11选5号码推荐 金算盘准确一头一尾 股市中权重指什么 5020福建体彩22选5